يشكل توليد الغبار تحديًا شائعًا في الصناعةعمليات تعبئة المسحوق. يمكن أن تصبح المساحيق الدقيقة محمولة بالهواء أثناء التغذية والجرعات والتعبئة والتنظيف وتغيير المنتج. يمكن أن يؤدي الغبار الزائد إلى فقدان المنتج، وأعمال التنظيف الإضافية، وتلوث المعدات، والتعرض المهني المحتمل.
تعتمد كمية الغبار المتولدة بشكل كبير على خصائص المسحوق وطريقة التعامل معه. يمكن أن يؤثر حجم الجسيمات والكثافة الظاهرية والتماسك والرطوبة وسرعة التعبئة ومسافة النقل وتصميم المعدات على توليد الغبار.
وبالتالي فإن تقليل الغبار يتطلب أكثر من مجرد إضافة مروحة شفط إلى آلة التعبئة. الأسلوب الأكثر فعالية هو التحكم في الغبار عند النقطة التي يتم توليده فيها مع الحفاظ على استقرار عملية نقل المسحوق ومغلقة قدر الإمكان.
لماذا تولد تعبئة المسحوق الغبار؟
يمكن أن يصبح المسحوق محمولاً بالهواء عندما تسقط المادة من مكان إلى آخر، أو تدخل حاوية، أو يتم إزعاجها بواسطة حركة ميكانيكية.
أثناء التعبئة، يؤدي دخول المسحوق إلى كيس أو حاوية إلى إزاحة الهواء الموجود بالفعل داخل تلك العبوة. إذا سقط المسحوق من ارتفاع كبير، فإن تدفق الهواء الناتج يمكن أن يحمل جزيئات دقيقة إلى خارج الحاوية. تحدد إرشادات الصحة والسلامة والبيئة (HSE) بشأن تهوية العادم المحلية على وجه التحديد المسحوق والمواد الحبيبية التي تدخل الحاويات كآلية لتوليد الغبار-وتوصي بإجراءات مثل تقليل مسافة السقوط، وتطويق العملية جزئيًا، وتقليل المساحة المفتوحة للحاوية.
يمكن أيضًا أن يتولد الغبار أثناء نقل المسحوق إلى آلة التعبئة، خاصة عندما يقوم المشغلون بتفريغ الأكياس أو الأكياس يدويًا في القادوس.
وتشمل المصادر الأخرى تراكم المسحوق حول فوهة التعبئة، وتسرب الوصلات، وانسكاب المواد، وعمليات التنظيف.
وبالتالي فإن الخطوة الأولى نحو تقليل الغبار هي تحديد مكان توليد المسحوق المحمول بالهواء بالضبط.
احتفظ بنقل المسحوق داخل مرفق عملي
إحدى الطرق الأكثر فعالية للتحكم في غبار المسحوق هي منعه من التسرب إلى مكان العمل المحيط.
يمكن لنظام نقل المواد المغلق أن يقلل من كمية المسحوق المعرض للهواء الطلق أثناء التغذية والنقل. توصي إرشادات الصحة والسلامة والبيئة بإحاطة العمليات واستخدام أنظمة النقل والتعامل المغلقة عندما يكون ذلك ممكنًا، مع تقليل التعامل اليدوي مع المواد.
بالنسبة لخط تعبئة المسحوق، يمكن أن يعني هذا استخدام القواديس المغلقة، أو الناقلات المغطاة، أو وحدات التغذية اللولبية المغلقة، أو غيرها من معدات النقل الخاضعة للرقابة.
يعتمد التكوين الدقيق على المنتج وتخطيط الإنتاج. لا تتطلب كل تطبيقات تعبئة المسحوق نظامًا مغلقًا تمامًا، ولكن يجب تجنب نقاط النقل المفتوحة غير الضرورية عندما يكون ذلك عمليًا.
تقليل مسافة سقوط المسحوق أثناء التعبئة
يمكن أن تؤثر المسافة بين مخرج التعبئة والمنتج داخل العبوة على توليد الغبار.
عندما يسقط المسحوق عبر مسافة أكبر، فإنه يمكن أن يحبس الهواء ويخلق اضطرابًا إضافيًا عند دخوله إلى الحاوية. تحدد إرشادات LEV الخاصة بـ HSE على وجه التحديد تقليل مسافة السقوط كأحد عناصر التحكم في الغبار الناتج أثناء نقل المسحوق إلى الحاويات.
بالنسبة لبعض التطبيقات، يمكن وضع فوهة التعبئة بالقرب من العبوة أو تعديلها أثناء التعبئة.
وهذا مهم بشكل خاص للمساحيق الدقيقة التي يمكن تشتيتها بسهولة.
يعتمد الموضع الصحيح على المسحوق وأبعاد العبوة وآلية التعبئة وهيكل الماكينة. إن مجرد تحريك الفوهة بشكل أقرب لا يكون كافيًا دائمًا إذا كان المسحوق شديد التماسك أو إذا كانت الحاوية نفسها تخلق إزاحة قوية للهواء.
التحكم في سرعة التعبئة
يمكن أن تؤدي سرعة التعبئة العالية إلى تحسين القدرة الإنتاجية، ولكنها قد تزيد أيضًا من توليد الغبار لبعض المساحيق.
يمكن أن يؤدي معدل تدفق المواد المرتفع إلى حدوث اضطراب أكبر أثناء التفريغ وقد يؤدي إلى إطلاق المزيد من الجزيئات الدقيقة في الهواء المحيط.
الحل العملي ليس بالضرورة تشغيل الآلة بأبطأ ما يمكن. بدلاً من ذلك، يجب أن تكون سرعة التعبئة مطابقة لخصائص المسحوق ومعدل الإنتاج المطلوب.
بالنسبة لمسحوق معين، قد يكون هناك نطاق تشغيل ثابت حيث تحقق الماكينة المخرجات المطلوبة دون توليد غبار غير ضروري.
يعد اختبار المنتج الفعلي هو الطريقة الأكثر موثوقية لتحديد هذا النطاق.
استخدم آلية التعبئة الصحيحة
يمكن أن تؤثر آلية التعبئة على كيفية نقل المسحوق إلى العبوة.
تُستخدم حشوة المثقاب بشكل شائع في تطبيقات المسحوق لأن اللولب الدوار يوفر جرعات المواد الخاضعة للرقابة. يؤثر تكوين المثقاب، والهندسة اللولبية، وسرعة الدوران، وتصميم القادوس، وخصائص المسحوق على تدفق المواد.
بالنسبة لبعض المساحيق، يمكن أن يساعد تفريغ المثقاب المتحكم فيه في تجنب تفريغ المواد بشكل غير متحكم فيه في العبوة.
ومع ذلك، يجب اختيار آلية التعبئة وفقًا للمسحوق بدلاً من مجرد افتراض أن حشوة البريمة ستزيل الغبار.
قد تتطلب المساحيق الدقيقة جدًا أو المتماسكة أو الهوائية دراسة إضافية لتصميم القادوس والتغذية وتكوين التفريغ واستخراج الغبار.
تقليل إزاحة الهواء داخل العبوة
عندما يدخل المسحوق إلى كيس أو حاوية مغلقة أو مغلقة جزئيًا، فإن المادة الواردة تشغل الحجم الذي كان يشغله الهواء سابقًا.
يحتاج هذا الهواء إلى مكان ما ليذهب إليه.
إذا هرب الهواء بسرعة عبر المنطقة المفتوحة للعبوة، فيمكن أن يحمل معه جزيئات مسحوق دقيقة.
وهذا هو أحد الأسباب التي تجعل العلاقة بين فوهة التعبئة وفتح العبوة مهمة.
تحدد إرشادات الصحة والسلامة والبيئة (HSE) إزاحة الهواء أثناء نقل المسحوق أو الحبيبات إلى الحاويات باعتبارها آلية لتوليد الغبار-وتوصي بتقليل المساحة المفتوحة للحاوية واستخدام حاوية جزئية أو غطاء استقبال حيثما كان ذلك مناسبًا.
بالنسبة للتطبيقات المتربة، يمكن تصميم محطة التعبئة لإدارة تدفق المسحوق والهواء المزاح.
استخدم تهوية العادم المحلية من المصدر
تعتبر تهوية العادم المحلية (LEV) بمثابة تحكم هندسي مهم عندما لا يمكن منع الغبار بشكل كامل.
بدلاً من الاعتماد فقط على التهوية العامة للغرفة، تلتقط LEV الملوثات المحمولة جواً بالقرب من النقطة التي يتم توليدها فيها.
بالنسبة لتعبئة المسحوق، قد يتم وضع نقطة استخلاص مصممة بشكل مناسب حول محطة التعبئة، أو القادوس، أو نقطة النقل، أو أي منطقة أخرى لتوليد الغبار.
تؤكد إرشادات الصحة والسلامة والبيئة بشأن LEV على أن الأنظمة الفعالة يجب أن يتم تصميمها وتركيبها وتشغيلها واختبارها وصيانتها بشكل صحيح. يجب أيضًا أن يكون غطاء الاستخراج مناسبًا لمصدر واتجاه السحابة الملوثة.
وهذا أمر مهم لأن مجرد تركيب مروحة ذات قدرة عالية-في مكان ما في ورشة العمل لا يضمن التقاط الغبار بشكل فعال.
يجب أن تكون نقطة الاستخراج قريبة بدرجة كافية من المصدر وأن تكون في موضع مناسب لتدفق الهواء الفعلي وحركة المسحوق.
تجنب تدفق الهواء الزائد حول منطقة التعبئة
يحتاج استخراج الغبار إلى التقاط المسحوق المحمول بالهواء دون التسبب في إزعاج غير ضروري لعملية التعبئة.
يمكن أن تتداخل حركة الهواء في موضعها السيئ مع تفريغ المسحوق أو سحب المواد بعيدًا عن العبوة.
على سبيل المثال، قد يؤدي وضع فتحة الاستخراج بقوة شديدة بالقرب من فوهة التعبئة إلى إزعاج تيار المسحوق أو إزالة المنتج القابل للاستخدام من العبوة.
ولذلك ينبغي تصميم نظام التهوية مع معدات التعبئة بدلاً من إضافته كمكون غير ذي صلة.
الهدف هو التقاط الغبار المحمول جواً مع الحفاظ على استقرار تدفق المنتج المقصود.
تحسين تصميم القادوس والتغذية
يمكن أيضًا أن ينشأ الغبار أعلى فوهة التعبئة.
يمكن أن يؤدي تفريغ أكياس المسحوق يدويًا في قادوس مفتوح إلى إطلاق كمية كبيرة من الغبار، خاصة عندما يكون المسحوق ناعمًا ويتم تفريغ الأكياس بسرعة.
قد يتضمن النهج الأفضل التغذية المغلقة، أو النقل المتحكم فيه، أو قادوس مجهز بالاستخلاص المناسب.
توصي إدارة الصحة والسلامة والبيئة (HSE) بتقليل التعامل اليدوي مع المسحوق والنظر في أنظمة التسليم الآلية حيثما يكون ذلك عمليًا.
يجب أن يوفر القادوس نفسه أيضًا تدفقًا ثابتًا للمسحوق. يمكن أن يتسبب التجسير والانهيار المفاجئ للمسحوق والتغذية غير المنتظمة في حدوث انفجارات من المواد التي تزيد من توليد الغبار.
وبالتالي فإن عملية التغذية المستقرة مفيدة لكل من تناسق التعبئة والتحكم في الغبار.
منع انسكاب المسحوق حول محطة التعبئة
لا تأتي كل البودرة الموجودة على الأرض مباشرة من الغبار المحمول جواً.
يمكن أن يحدث الانسكاب حول محطة التعبئة عندما يتم وضع الأكياس أو الحاويات بشكل غير صحيح، أو عندما تتلف العبوة، أو عندما يتراكم المسحوق حول فوهة التعبئة.
بمجرد وصول المسحوق إلى الأسطح المحيطة، يمكن أن يصبح لاحقًا محمولاً بالهواء مرة أخرى من خلال حركة السير أو الاهتزاز أو الحركة الميكانيكية أو التنظيف.
ولذلك فإن التصميم الجيد للمعدات يجب أن يقلل من فرص هروب المسحوق من مسار المادة المقصود.
يمكن أن تساعد أنظمة تحديد موضع الحاويات، وفوهات التعبئة المناسبة، والحواجز، ونقاط النقل المغلقة بشكل صحيح في تقليل الانسكابات غير الضرورية.
حافظ على نظافة معدات التعبئة
يمكن أن يصبح تراكم المسحوق على أسطح الماكينات مصدرًا آخر للغبار المحمول بالهواء.
إذا تراكمت المواد حول القادوس أو رأس التعبئة أو الناقل أو المكونات الأخرى، فقد تؤدي حركة الماكينة اللاحقة إلى إزعاج الرواسب.
التنظيف المنتظم يساعد على منع هذا التراكم.
ومع ذلك، فإن طريقة التنظيف نفسها مهمة.
توصي HSE باستخدام التنظيف بالمكنسة الكهربائية المناسبة بدلاً من الكنس الجاف لأن الكنس قد يؤدي إلى رفع الغبار المستقر إلى الهواء مرة أخرى. كما ينصح بعدم استخدام الهواء المضغوط حيث يؤدي ذلك إلى زيادة التعرض عن طريق تشتيت الغبار.
ولذلك يجب اختيار إجراءات التنظيف وفقًا لخصائص المسحوق ومتطلبات السلامة المعمول بها.
فحص الأختام، والاتصالات، ونقاط النقل
يمكن أن تؤدي التسريبات حول توصيلات المعدات إلى إطلاق المسحوق بشكل مستمر، حتى عندما تبدو عملية التعبئة الرئيسية وكأنها تعمل بشكل صحيح.
تشمل مجالات المشكلات المحتملة ما يلي:
اتصالات هوبر
اتصالات مرنة
واجهات تغذية المسمار
ملء الفوهات
قنوات شفط الغبار
أبواب التفتيش
مكونات الختم
يمكن أن تؤدي التسريبات الصغيرة إلى تكوين رواسب تدريجيًا حول الجهاز.
يمكن أن يساعد الفحص والصيانة المنتظمة في تحديد هذه المشكلات قبل أن تصبح مصادر أكبر للغبار.
تؤكد إرشادات الصحة والسلامة والبيئة أيضًا على أن موانع التسرب والمفاصل في معدات مناولة المساحيق-تحتاج إلى تصميم وفحص وصيانة روتينية مناسبة.
التحكم في خصائص المسحوق حيثما أمكن ذلك
تصميم الآلة ليس سوى جزء من مشكلة الغبار.
يؤثر المسحوق نفسه بشدة على مدى سهولة توليد الجزيئات المحمولة بالهواء.
تتطلب المساحيق الدقيقة جدًا بشكل عام معالجة أكثر دقة من الجزيئات الكبيرة أو المواد الحبيبية. يمكن أن تؤثر الرطوبة والتماسك وتوزيع حجم الجسيمات والكثافة الظاهرية أيضًا على سلوك التدفق والغبار.
عندما تسمح التركيبة ومتطلبات المنتج بذلك، يمكن في بعض الأحيان النظر في شكل مادة غبار أقل-. تشير إرشادات الصحة والسلامة والبيئة إلى أن استخدام المواد في أشكال -من الغبار المنخفض مثل الحبيبات أو الكريات أو المعاجين أو المساحيق المنزوعة الغبار يمكن أن يكون خيارًا عندما يكون ذلك مناسبًا.
ومع ذلك، هذا ليس ممكنًا دائمًا بالنسبة للمنتج النهائي. في العديد من التطبيقات الغذائية والصيدلانية والكيميائية والغذائية، يكون شكل المسحوق جزءًا من مواصفات المنتج.
في تلك الحالات، ينبغي تكييف المعدات والعملية مع المسحوق بدلاً من محاولة تغيير المنتج دون داع.
ضع في اعتبارك خصائص الغبار قبل اختيار المعدات
قد يتطلب مساحيقتان لهما نفس وزن التعبئة المستهدف تكوينات مختلفة للمعدات.
على سبيل المثال، قد يتم تفريغ المسحوق ذو التدفق الحر نسبيًا- بسهولة من القادوس، بينما قد يتطلب المسحوق المتماسك مساعدة تغذية إضافية.
قد يتطلب المسحوق الناعم جدًا أيضًا مزيدًا من الاهتمام بالعلبة واستخراج الغبار من المواد الثقيلة والأقل تشتتًا.
لهذا السبب، يجب على الشركات المصنعة تزويد مورد المعدات بمعلومات المنتج ذات الصلة قبل الانتهاء من نظام التعبئة.
قد تتضمن المعلومات المفيدة ما يلي:
نوع المنتج ← الكثافة الظاهرية ← خصائص الجسيمات ← وزن الحشو ← نوع العبوة ← القدرة الإنتاجية ← متطلبات التحكم في -الغبار
حيثما يكون ذلك عمليًا، يمكن أن يوفر اختبار المسحوق الفعلي معلومات أفضل بكثير من اختيار المعدات بناءً على اسم المنتج العام فقط.
الحفاظ على التشغيل المستقر للآلة
يمكن أن يؤدي تشغيل الماكينة غير المستقر إلى زيادة فقدان الغبار والمنتج.
إذا تحركت فوهة التعبئة بشكل غير متسق، أو لم يتم وضع الحاوية بشكل صحيح، أو أنتج نظام الجرعات دفعات غير منتظمة من المسحوق، فقد تتسرب المادة من منطقة التعبئة المقصودة.
ولذلك ينبغي الحفاظ على أجهزة الاستشعار، والمحركات، والناقلات، وأنظمة الجرعات، والمكونات الأخرى بحيث تظل دورة التعبئة قابلة للتكرار.
تعمل عملية التعبئة المستقرة على تسهيل التحكم في الغبار لأن المادة تتحرك عبر مسار يمكن التنبؤ به.
لا تعتمد فقط على معدات الحماية الشخصية
قد تكون معدات الحماية الشخصية ضرورية لبعض تطبيقات المساحيق، خاصة عندما يشكل المنتج نفسه خطراً على الصحة.
ومع ذلك، لا ينبغي التعامل مع معدات الوقاية الشخصية باعتبارها الطريقة الأساسية للتحكم في غبار العملية عندما تكون الضوابط الهندسية قابلة للتطبيق بشكل معقول.
تركز إرشادات الصحة والسلامة والبيئة على إزالة الغبار أو تقليله من المصدر، وتطويق العمليات، واستخدام تهوية العادم المحلي الفعالة قبل الاعتماد على معدات حماية الجهاز التنفسي.
تعتمد استراتيجية التحكم المناسبة أيضًا على المسحوق المحدد ومعلومات السلامة الخاصة به. يجب على الشركات المصنعة مراجعة SDS ذات الصلة وإجراء تقييم مناسب للمخاطر في مكان العمل.
كيف يمكن لـ DJ-PACK المساعدة في التحكم في غبار المسحوق
بالنسبة لتطبيقات تعبئة المساحيق الصناعية، يمكن لـ DJ-PACK تكوين معدات تعبئة المساحيق وفقًا لخصائص المنتج وعملية الإنتاج المطلوبة.
اعتمادا على التطبيق، أنظام تعبئة المسحوققد تشمل التغذية الخاضعة للتحكم، وجرعات المثقاب، وأنظمة القادوس، وفوهات التعبئة، والناقلات، ومعدات مناولة الأكياس، ومكونات التحكم في الغبار المساعدة.
يعتمد التكوين المناسب على المسحوق، ووزن التعبئة، وشكل العبوة، والقدرة الإنتاجية، ومستوى الاحتواء المطلوب.
بالنسبة للمنتجات المتربة، يجب أن يكون الهدف هو التحكم في المادة طوال مسار النقل بدلاً من الاعتماد فقط على الاستخراج عند نقطة التعبئة النهائية.
تعتبر عينات المنتج ومعلومات التطبيق مفيدة عند تقييم التكوين المناسب للآلة لأن سلوك المسحوق يمكن أن يختلف بشكل كبير بين المنتجات.
الأفكار النهائية
يتطلب تقليل الغبار أثناء عمليات تعبئة المسحوق مجموعة من التحكم في المنتج، وتصميم المعدات، والتحكم في العمليات، والصيانة.
تتمثل نقاط البداية الأكثر فعالية في إبقاء نقل المسحوق مغلقًا حيثما كان ذلك عمليًا، وتقليل مسافة السقوط غير الضرورية، والتحكم في سرعة التعبئة، واستقرار التغذية، وإدارة الهواء المزاح، والتقاط الغبار المحمول جواً بالقرب من مصدره باستخدام تهوية عادم محلية مصممة بشكل مناسب.
تعد التدبير المنزلي الجيد أمرًا مهمًا أيضًا لأن المسحوق الذي يستقر حول الماكينة يمكن أن ينتقل بالهواء مرة أخرى أثناء التنظيف أو نشاط الإنتاج العادي.
للمصنعين التخطيط الجديدخط تعبئة المسحوق، ينبغي أخذ التحكم في الغبار في الاعتبار أثناء تصميم المعدات بدلاً من التعامل معه كفكرة لاحقة.
يجب أن يتحكم النظام المصمم جيدًا- في المسحوق بدءًا من التغذية وحتى الجرعات والتعامل النهائي مع العبوة مع تقليل الإطلاق غير الضروري إلى بيئة الإنتاج المحيطة.
